廣廈鋼結(jié)構(gòu)之網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)cad教程

第4章 網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)CAD基礎(chǔ)知識(shí)關(guān)于網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的概述空間網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是近幾年來非常流行的大跨度鋼結(jié)構(gòu)形式，其盛行的原因主要有兩方面。一是受力好和空間剛架好，二是工廠化生成和安裝方便。以節(jié)點(diǎn)劃分主要有兩種類型：焊接球與螺栓球，尤以螺栓球較為普遍。螺栓球網(wǎng)架和網(wǎng)殼中構(gòu)件主要有：桿件、螺栓球、封板錐頭、高強(qiáng)螺栓和套筒（無紋螺母）。以基本單元幾何構(gòu)成來分就很多了，常用的是正交正放四角錐。不同位置構(gòu)件的稱謂見圖：設(shè)計(jì)流程零部件庫(kù)建立進(jìn)入圖形平臺(tái)建立基本模型進(jìn)行圖形處理進(jìn)行節(jié)點(diǎn)排序坐標(biāo)變換支托處理確定組合條件建立工程坐標(biāo)變換支托處理確定組合條件建立工程 確定施工圖的剖面和投影圖節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)形成數(shù)據(jù)輸入荷載1.生成平面圖桿件優(yōu)化設(shè)計(jì)支座約束處理確定施工圖的剖面和投影圖節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)形成數(shù)據(jù)輸入荷載1.生成平面圖桿件優(yōu)化設(shè)計(jì)支座約束處理2.2.生成材料表3.生成球加工詳圖3.生成球加工詳圖了解一些AutoCADGDCAD的圖形平臺(tái)是AutoCADR14；需要利用其右邊的屏幕菜單，如果AutoCADR14的屏幕菜單被關(guān)閉，請(qǐng)點(diǎn)擊菜單“Tools—Preferences—Display”，在第一項(xiàng)關(guān)于“ScreenMenu”上作出選擇。GDCAD中常用的命令是“Dview”，主要用來看模型的空間透視圖，具體在command：下鍵入“DV”回車然后選擇對(duì)象，鍵入“CA”后可動(dòng)態(tài)顯示透視圖。AutoCAD與用戶的交流主要是對(duì)話框與文本區(qū)，按“F2”可顯示或關(guān)閉文本提示區(qū)。一個(gè)平板網(wǎng)架的工程實(shí)例 建立工程點(diǎn)擊桌面上“網(wǎng)架網(wǎng)殼CAD”快捷方式，進(jìn)入主菜單，點(diǎn)擊“工程—新工程”，在工程卡片上填寫工程名比如“GDTEST”，指定工程存放路徑及AutoCADR14的路徑，程序自動(dòng)在工程存放路徑下建立“GDTEST”子目錄（或稱文件夾），以后所有與該工程有關(guān)的文件全部放在其下面。建立零部件庫(kù)文件點(diǎn)擊“零部件規(guī)格—重組規(guī)格”，屏幕出現(xiàn)規(guī)格卡片，左邊是讀取路徑，GDCAD安裝完成后，程序目錄下帶有一“DATA”子目錄，內(nèi)部包含某一種網(wǎng)架加工廠家的零部件規(guī)格系列，因此缺省的讀取路徑指向“DATA”子目錄，點(diǎn)擊“讀取”按鈕，顯示鋼管等零部件序列編號(hào)，如果不準(zhǔn)備采用某一序號(hào)，請(qǐng)點(diǎn)擊該序號(hào)去掉其前面的“”選擇符。那么，隨后的構(gòu)件設(shè)計(jì)將不采用這種序號(hào)的構(gòu)件。作出選擇后點(diǎn)擊左下角“OK”按鈕。模型前處理點(diǎn)擊“圖形前處理—新項(xiàng)目”，進(jìn)入AutoCADR14平臺(tái)，GDCAD主要菜單是右邊的屏幕菜單，如果未見，請(qǐng)閱讀1.3節(jié)。建立基本模型點(diǎn)擊“選型—網(wǎng)架基—下四角錐”，填寫屏幕上總信息表，其中結(jié)構(gòu)層高度指網(wǎng)架層厚度即上下弦之間距離。需要注意的是：安全系數(shù)一般取0.85-0.9為好。點(diǎn)擊“OK”，在命令提示區(qū)輸入基點(diǎn)坐標(biāo)和x、y、z三方向的基本單位系數(shù)，回車取缺省值。屏幕形成結(jié)構(gòu)的基本模型，基本模型的三方向的網(wǎng)格尺寸是該方向基本單位的值，一般為1。排序節(jié)點(diǎn)排序的目的有兩個(gè)，一個(gè)是為節(jié)點(diǎn)編號(hào)有序，另外可使結(jié)構(gòu)計(jì)算效率提高，排序的同時(shí)也進(jìn)行了圖形的數(shù)檢，如果有不正常的節(jié)點(diǎn)或桿件，屏幕會(huì)彈出警告框。點(diǎn)擊“節(jié)點(diǎn)排序—Y向排序”，完成后彈出“排序OK”對(duì)話框。坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換目的是從基本模型變成最終的實(shí)際模型，對(duì)平板網(wǎng)架，點(diǎn)擊“坐標(biāo)變換—不變坡”即可，完成后可通過AutoCAD的“List”命令來檢查網(wǎng)格或桿件的實(shí)際長(zhǎng)度是否正確，用“Dist”命令可檢測(cè)兩點(diǎn)之間的距離。支托處理支托是屋面檁條與球之間連接的小立柱，點(diǎn)擊“支托處理”，填寫支托立柱表，其中附加重量是指除立柱鋼管外的加勁和頂板等重量。然后在命令提示行回答是否所有上弦均布支托，回車確認(rèn)。組合方式組合方式主要是確定兩個(gè)信息，一是采用荷載規(guī)范還是采用高聳結(jié)構(gòu)規(guī)范，對(duì)平板網(wǎng)架而言用荷載規(guī)范，另一個(gè)信息是對(duì)各組活荷載工況組合的考慮，累加方式指考慮不利布置情況，偏于安全。輸入荷載各種荷載錄入的方式是相同的，因此在本例中僅介紹靜荷載的錄入。點(diǎn)擊“荷載處理—靜載”，在屏幕上的層控制對(duì)話框中選擇需加荷載的層，比如上弦，則程序?qū)㈥P(guān)閉除上弦節(jié)點(diǎn)外的所有層，然后選擇需加荷載的節(jié)點(diǎn)，在對(duì)話框中輸入數(shù)值即可。需要強(qiáng)調(diào)的有兩點(diǎn)，一是方向問題，向下的荷載是Z方向的負(fù)值。二是靜載中需要包含結(jié)構(gòu)自重，因?yàn)槌绦驔]有考慮自重。另外如果同一節(jié)點(diǎn)被賦了幾次值，則最終該節(jié)點(diǎn)的荷載值為幾次輸入的代數(shù)和。支座約束點(diǎn)擊“支座處理—支座錄入”，選擇加約束的層，再選擇需加約束的節(jié)點(diǎn)，最后確定約束類型，最簡(jiǎn)單的是x、y、z三向約束。生成數(shù)據(jù)GDCAD的圖形前處理與計(jì)算模塊的聯(lián)系是通過交換數(shù)據(jù)，因此前處理的一切信息都必須以數(shù)據(jù)文件的形式存放。點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)處理—數(shù)據(jù)形成”。施工圖布置為了繪制施工平面圖，需要在模型圖上確定剖切點(diǎn)位置，點(diǎn)擊“圖面布置—剖切位置”，在模型的平面圖上依次指出，縱剖面的左、右點(diǎn)及向上的投影深度點(diǎn)，以及橫剖面的下、上點(diǎn)及向左的投影深度點(diǎn)。至此，前處理的數(shù)據(jù)錄入工作已完成。桿件和球的調(diào)整計(jì)算完畢之后，如果桿件或球體不滿足設(shè)計(jì)要求，可在此處重新進(jìn)行調(diào)整，然后進(jìn)行驗(yàn)算，直到滿足要求為止。計(jì)算和構(gòu)件設(shè)計(jì)回到主控菜單，AutoCADR14窗口也可不必關(guān)閉。點(diǎn)擊“計(jì)算設(shè)計(jì)—階段一”，彈出桿件計(jì)算設(shè)計(jì)窗口，要求回答是首次計(jì)算還是驗(yàn)算，首次計(jì)算的意思是指讓程序自動(dòng)進(jìn)行桿件內(nèi)力分析及設(shè)計(jì)，一般情況下均作這種選擇，即鍵入“1”，程序自動(dòng)進(jìn)行直至階段一完成。關(guān)閉計(jì)算窗口。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)完成階段一計(jì)算后方可進(jìn)行階段二計(jì)算，點(diǎn)擊“計(jì)算設(shè)計(jì)—階段二”，與階段一類似鍵入“1”，完成后關(guān)閉計(jì)算窗口。施工平面圖回到AutoCADR14窗口，刪除模型，如果AutoCADR14窗口已關(guān)閉，點(diǎn)擊主控菜單中的“繪圖—繪圖”進(jìn)入AutoCADR14平臺(tái)，點(diǎn)擊屏幕菜單中“繪圖—平面圖”，在命令提示區(qū)鍵入圖幅代號(hào)，“1”表示A1圖幅。繪圖區(qū)自動(dòng)生成施工平面圖，成圖后，用“File——Saveas”將圖以PM為名存在工程路徑的dwg子目錄下。這時(shí)的平面圖的各層圖素重疊在一起，需要進(jìn)行層控制來成圖。具體如果要生成上弦平面布置圖，可以點(diǎn)擊下拉菜單的“后處理層—關(guān)閉層—關(guān)閉所有層”；“后處理層—打開層—上弦層”；“后處理層—打開層—上弦桿號(hào)”；“后處理層—打開層—上弦節(jié)點(diǎn)號(hào)”；“后處理層—打開層—剖面”，每次點(diǎn)擊僅能控制一項(xiàng)。這樣屏幕上顯示的圖形就已經(jīng)是上弦平面圖，為了將之做成一個(gè)獨(dú)立dwg文件，可先用“block”命令，選擇圖面上顯示的對(duì)象，輸入插入點(diǎn)以及塊名比如用“b1”，圖面對(duì)象消失后，用“oops”命令恢復(fù)。隨后用“wblock”命令，將b1塊寫到工程路徑的dwg子目錄下以b1.dwg存放。其他各種平面圖均可如法炮制。施工圖材料表點(diǎn)擊“繪圖—施工表”，在命令行提示區(qū)鍵入圖幅號(hào)即可。進(jìn)行此步先刪掉屏幕上的平面圖。生成的施工圖表如果一張圖放不下則重疊在下一層?？梢酝ㄟ^點(diǎn)擊下拉菜單“后處理層—看詳圖”來單獨(dú)顯示各層的表，用2.3.12節(jié)的方法來形成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的DWG文件。加工圖材料表點(diǎn)擊“繪圖—加工圖表”，鍵入圖幅號(hào)即可。加工圖材料表與球大樣圖主要是提供給加工廠家的，因此比施工圖材料表更加詳細(xì)。生成獨(dú)立的DWG文件的方法如前。螺栓球加工詳圖點(diǎn)擊“繪圖—球大樣圖”，鍵入圖幅號(hào)即可。螺栓球大樣圖中各螺栓孔由兩向角度表示，一為在基準(zhǔn)面上投影線之間的夾角（經(jīng)度角），在x軸方向上有一起始孔，該孔在加工完成后應(yīng)作一明顯標(biāo)記，為安裝方便快捷，平面布置圖中的各球的該孔位置處均有“”標(biāo)志，安裝時(shí)將加工好的球的有標(biāo)記的孔置于安裝圖中“”標(biāo)志位置。另一角度是各孔與球心連成與基準(zhǔn)面的夾角（緯度角），在球大樣圖中，面向紙外的為正值。各孔對(duì)應(yīng)的螺栓直徑標(biāo)在該處，且緯度角為負(fù)值時(shí)其螺栓標(biāo)為負(fù)數(shù)，基準(zhǔn)面原則上是結(jié)構(gòu)造型曲面在該節(jié)點(diǎn)處的切平面?；鶞?zhǔn)孔在大樣圖中未作標(biāo)注，隱含地在緯度角90°位置處。如果該位置處有實(shí)際的孔，則以該孔作為基準(zhǔn)孔。另外在平面布置圖中，上弦與天窗層上弦，球的基準(zhǔn)孔在上，而下弦及柱帽層下弦，球的基準(zhǔn)孔在下。大樣圖的分層顯示及獨(dú)立DWG文件的生成方法與前同。到此我們就完成了一個(gè)平板網(wǎng)架工程實(shí)例的設(shè)計(jì)。平板支座的計(jì)算進(jìn)行支座的計(jì)算，并生成計(jì)算結(jié)果的說明書。實(shí)際工程會(huì)遇到的問題和解決方法關(guān)于零部件庫(kù)文件運(yùn)行GDCAD建立工程名后需要從程序路徑DATA子目錄中讀取零部件庫(kù)文件數(shù)據(jù)，當(dāng)前在我國(guó)網(wǎng)架網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的零部件中，比如封板和錐頭等尚未形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此針對(duì)某一具體工程所用到的零部件不一定就是GDCAD所帶的這一套廠標(biāo)。GDCAD提供了一個(gè)生成廠標(biāo)的獨(dú)立模塊，在程序安裝路徑下的gddat.exe文件，執(zhí)行該文件，彈出主菜單。廠標(biāo)生成系統(tǒng)主要是修改為主。因此首先點(diǎn)擊取樣板，可將DATA子目錄作為樣板庫(kù)，點(diǎn)取“讀取”按鈕，再點(diǎn)擊“OK”按鈕。首先可針對(duì)所用鋼管型號(hào)作一修改。點(diǎn)擊“鋼管”按鈕，彈出對(duì)話框，右邊是當(dāng)前鋼管列表，左邊的上面是針對(duì)每一項(xiàng)的值，下面有三個(gè)操作按鈕。如果要修改某一種鋼管，可先點(diǎn)擊列表中該項(xiàng)，左邊的上面就列出該項(xiàng)的參數(shù)，可以修改，修改完后點(diǎn)擊下面的“改”按鈕則列表中該項(xiàng)就改變，如果要?jiǎng)h除某一項(xiàng)，先點(diǎn)擊列表中該項(xiàng)，然后點(diǎn)擊左下面的“刪”按鈕，則列表中該項(xiàng)被刪除，如果要增加某一種鋼管,先點(diǎn)擊該鋼管要插入位置的下面一項(xiàng)，然后在左邊上面填入要加鋼管的各種參數(shù)，最后點(diǎn)擊“添”按鈕即可。對(duì)“高強(qiáng)螺栓與套筒”的處理，點(diǎn)擊主界面的“高強(qiáng)螺栓與套筒”按鈕，進(jìn)入高強(qiáng)螺栓系列的調(diào)整對(duì)話框，高強(qiáng)螺栓設(shè)計(jì)時(shí)采用的安全系數(shù)與整個(gè)結(jié)構(gòu)的相同，如果需要再調(diào)整，請(qǐng)?zhí)顚懓踩{(diào)整系數(shù)，最終的安全系數(shù)將是此二者的乘積，系列的“刪”、“添”和“改”與鋼管相同。點(diǎn)擊“封板及錐頭”將進(jìn)入廠標(biāo)的封板及錐頭調(diào)整對(duì)話框，封板錐頭系列的形成主要是每一種鋼管針對(duì)各種螺栓的組合，需要注意的是針對(duì)實(shí)際情況，并不是每一種鋼管與各種螺栓都可配套，比如?48的鋼管不可能與M56螺栓配套，因此在各種封板錐頭序列前有個(gè)該類配套是否存在的選擇，有則作出選擇。另外的兩種零部件是螺栓球與焊接球系列，它們的處理過程均類似。當(dāng)各種零部件都確定后，點(diǎn)擊“存數(shù)據(jù)”按鈕，可將該套廠標(biāo)，存放在某個(gè)已建好的目錄中，建議不要覆蓋程序安裝路徑下的DATA子目錄中庫(kù)文件。以后進(jìn)行GDCAD設(shè)計(jì)的“重組規(guī)格”時(shí)也可從此目錄中取零部件。完成廠標(biāo)生成后，可點(diǎn)擊“退出”按鈕。雖然廠標(biāo)生成系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，但考慮到所有的設(shè)計(jì)與此關(guān)系極大，建議不要隨意進(jìn)行改變，因?yàn)閺S標(biāo)生成系統(tǒng)只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的組合，而實(shí)際并未對(duì)諸如各種型號(hào)的錐頭都進(jìn)行了應(yīng)力分析，這是廠家的事，GDCAD沒有考慮這方面的設(shè)計(jì)。如何調(diào)整已做過的工程GDCAD的主控界面的“工程—存工程”菜單將保存一個(gè)本項(xiàng)工程路徑的記錄文件于該工程路徑下，該文件以工程名為文件名，以“GDC”為擴(kuò)展名，下次調(diào)該工程可以點(diǎn)擊“工程—調(diào)工程”，在對(duì)話框中找到以該工程名為名的目錄即可。另外由于GDCAD各獨(dú)立模塊是以數(shù)據(jù)文件進(jìn)行其間的聯(lián)系，用戶大部分工作量都在前處理的信息錄入中，這個(gè)過程較易出錯(cuò)，而且考慮到存在方案比較的問題，因此在前處理過程設(shè)了四個(gè)中間保存點(diǎn)。一、在基本模型形成后，自動(dòng)保存第一個(gè)保存點(diǎn)。二、點(diǎn)擊“圖形處理—存數(shù)據(jù)2”保存第二個(gè)保存點(diǎn)。因?yàn)閷?duì)某些形狀復(fù)雜的工程，圖形處理的工作量很大，有必要在此設(shè)一保存點(diǎn)。三、點(diǎn)擊“坐標(biāo)變換—存數(shù)據(jù)3”，此為第三個(gè)保存點(diǎn)，主要為考慮到方案比較的問題而設(shè)。四、第四個(gè)保存點(diǎn)設(shè)在“荷載處理”菜單中。如果從保存點(diǎn)開始繼續(xù)設(shè)計(jì)，那么點(diǎn)擊主控菜單中“圖形前處理—過程一”或“過程二”或“過程三”或“過程四”。復(fù)雜形狀的網(wǎng)架和網(wǎng)殼GDCAD的突出優(yōu)點(diǎn)是處理異形網(wǎng)架與網(wǎng)殼。網(wǎng)格不等長(zhǎng)網(wǎng)格尺寸是在坐標(biāo)變換后才最后定型的，對(duì)平板網(wǎng)架某網(wǎng)格尺寸是該網(wǎng)格的基本模型中的尺寸與該方向的網(wǎng)格單位長(zhǎng)度系數(shù)（總信息表中）的乘積，因此，如果單位網(wǎng)格長(zhǎng)度系數(shù)是3m，基本模型中尺寸是1，那么要想最后將該網(wǎng)格變成2.5m，（其它網(wǎng)格不變），可以在基本模型中，將其變成2.5/3。具體可利用AutoCAD的“STRETCH”命令來拉伸。建議不要在坐標(biāo)變換以后去拉伸，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)排序以后不能修改。如果必須要在坐標(biāo)變換后對(duì)圖形修改，請(qǐng)閱讀后面的3.3.6節(jié)。基本模型中的圖形處理基本模型形成后，可以利用AutoCAD的“erase” 命令來進(jìn)行抽空（刪除）處理，利用“Stretch”命令來拉伸改變網(wǎng)格尺寸。在“圖形處理”菜單下，有一些輔助功能，比如對(duì)用在屋蓋中的多層網(wǎng)架和網(wǎng)殼，我們稱網(wǎng)架層的上面一層為天窗層，下面一層為柱帽層。利用“圖形處理—天窗型1”可以將主層中選擇的對(duì)象以上弦層為對(duì)稱面鏡像到天窗層中，“圖形處理—天窗型2”則是平移復(fù)制到天窗層。“圖形處理—柱帽”是以下弦層為對(duì)稱面將主層中對(duì)象鏡像到栓帽層。對(duì)于塔形結(jié)構(gòu)，有“層間copy”、“層間鏡像”和“層間陣列”等功能。GDCAD區(qū)分各構(gòu)件位置不僅要利用其坐標(biāo)，還要利用AutoCAD的“層”的概念，因此，上屬的各圖形功能，用戶也可自己操作，但必須遵守GDCAD以下的規(guī)則。一、GDCAD中節(jié)點(diǎn)在AutoCAD中是“點(diǎn)“實(shí)體（point），點(diǎn)形狀的平面就是螺栓球節(jié)點(diǎn)的切平面，GDCAD中桿件在AutoCAD中就是以“線”實(shí)體（line）來表現(xiàn)。因此用戶可自己繪節(jié)點(diǎn)與桿件。二、各層節(jié)點(diǎn)與桿件必須布置在自己特定的層上，因此用戶要布置比如上弦節(jié)點(diǎn)，必須將當(dāng)前層設(shè)為上弦節(jié)點(diǎn)層，具體點(diǎn)擊下拉菜單“前處理層—設(shè)當(dāng)前層—上弦節(jié)點(diǎn)”，然后用“point”命令。三、同一位置只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)或桿件否則數(shù)檢不能通過。四、桿件的端點(diǎn)處必須有節(jié)點(diǎn)，否則數(shù)檢不能通過。五、節(jié)點(diǎn)必須在桿件的端部，否則數(shù)檢不能通過。六、結(jié)構(gòu)必須是幾何不變體系，否則計(jì)算會(huì)出錯(cuò)?；灸Ｐ头N類一、網(wǎng)架基基本模型的種類可以在“選型”菜單中見到，其中網(wǎng)架基除了“正交正放四角錐”外還有“正交斜放四角錐”和“正交正放桁架式”，這些都是矩形場(chǎng)地。另外兩種“三向網(wǎng)架”和“三角錐”適用于正六邊形場(chǎng)地。二、單球殼基對(duì)單層球殼，GDCAD分析模塊是桿系有限元，沒有梁?jiǎn)卧虼诵枰Y(jié)構(gòu)是幾何不變體系。另外GDACD沒有考試整體穩(wěn)定，因此單層球殼僅可用在小跨度的裝飾性結(jié)構(gòu)中。根據(jù)常用的球殼網(wǎng)格劃分方法，“單球殼基”分：“凱威特型”，“施威德勒”，“聯(lián)方型”，“短程線型”四項(xiàng)。以下詳細(xì)介紹。(1)、“凱威特型”凱威特型是由ｎ根通長(zhǎng)的徑向桿把球面分為ｎ個(gè)對(duì)稱扇形曲面，然后在每個(gè)扇形曲面內(nèi)，由緯向桿系和斜向桿系將此曲面再劃分為大小比較均勻的三角形網(wǎng)格。GDCAD具體地又做了5種類型：〖類型－１〗，這是由“基本扇形”繞固定軸環(huán)形排列形成，而“基本扇形”又是由“平面三角形”經(jīng)過兩向固定角增量變換而成。參數(shù)對(duì)話框的設(shè)計(jì)信息與前同，而幾何信息分別有：分塊個(gè)數(shù)，分塊頻率，與地面相交圓的直徑及矢高四項(xiàng)內(nèi)容。形狀如圖1，桿件在Ｌ1層，節(jié)點(diǎn)在Ｌ4層。 圖1〖類型－２〗，與〖類型－１〗的區(qū)別在于：山墻桿在一大圓上，因此，對(duì)球冠而言，地面上僅有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。形狀如圖2。 圖2〖類型－3〗，從施工、加工的角度考慮、以不同長(zhǎng)度的桿件種類最少為原則來進(jìn)行的,其特點(diǎn)是沿山墻肋的所有桿件及平行于山墻肋的所有桿件長(zhǎng)度相同。形狀如圖3。圖3 〖類型－4〗及〖類型－5〗是將〖類型－3〗中的基本三角形的頂點(diǎn)沿球面向下移動(dòng)而成，其中〖類型－4〗是以頂點(diǎn)偏移某一角度而成，而〖類型－5〗則是讓球面三角形為等邊三角形。后三種方案的不同長(zhǎng)度桿件種類數(shù)較少，但球面三角形之間的部分需要用戶手工添加連接桿。(2)、“施威德勒”GDCAD中的施威德勒型分三種，是根據(jù)斜桿的不同布置劃分的，分別為[1－型斜桿]，〖2－型斜桿〗，〖3－型斜桿〗。參數(shù)對(duì)話框的設(shè)計(jì)信息與前同，而幾何信息分別有：緯向劃分頻率，經(jīng)向劃分頻率，與地面相交園直徑及矢高四項(xiàng)內(nèi)容。需要注意的是〖2－型斜桿〗類要求緯向劃分頻率為偶數(shù)，經(jīng)向劃分頻率為奇數(shù)，而〖3－型斜桿〗類要求緯向劃分頻率為偶數(shù)。形狀如圖4，桿件在Ｌ1層，節(jié)點(diǎn)在Ｌ4層。 圖4(3)、“聯(lián)方型”GDCAD中的聯(lián)方型球殼有緯向桿，參數(shù)對(duì)話框中的設(shè)計(jì)信息與前同， 而幾何信息分別有：緯向劃分頻率，經(jīng)向劃分頻率，與地面相交園直徑及矢高四項(xiàng)內(nèi)容。形狀如圖5，桿件在Ｌ1層，節(jié)點(diǎn)在Ｌ4層。 圖5(4)、“短程線型”短程線型球面網(wǎng)殼是最典型、應(yīng)用最廣的一種網(wǎng)殼，GDCAD中所選的是基于正20面體的短程線型，根據(jù)再劃分的方法又分為：弦均分法和等分弧邊法兩種方案，具體的概念請(qǐng)參見有關(guān)書籍。此兩種方案的參數(shù)對(duì)話框設(shè)計(jì)信息與前同，而幾何信息有：坐標(biāo)系類型(分E－系，V－系及F－系，具體的概念也請(qǐng)參見有關(guān)書籍)，再分頻率，球半徑及矢高。無論矢高為多少，GDCAD形成的FORMEX代數(shù)式中含有整個(gè)球體，但對(duì)矢高以下的節(jié)點(diǎn)與桿將不在屏幕上出現(xiàn)，因而后續(xù)操作也將不包括它們。形狀如圖6，桿件在Ｌ1層，節(jié)點(diǎn)在Ｌ4層。當(dāng)然，由于給定的矢高為一定值，因此，殼底的節(jié)點(diǎn)不一定在一個(gè)平面上，如果必要，用戶可手工添加一些節(jié)點(diǎn)及桿件 圖6三、雙球殼基雙層球殼是在單層球殼的基礎(chǔ)上構(gòu)成的，但唯一例外的就是“肋環(huán)型”，因?yàn)閱螌忧驓さ倪@種類型結(jié)構(gòu)在不考慮節(jié)點(diǎn)剛性的情況下無法成立，而雙層肋環(huán)型沿徑向和緯向均為桁架形式，一般能構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在“肋環(huán)型”中又有“上弦支座”與“下弦支座”之分，這是決定信息表中參數(shù)是針對(duì)哪一層而言的(幾何信息)，參數(shù)對(duì)話框中的設(shè)計(jì)信息與前同，而幾何信息有：緯向劃分頻率，經(jīng)向劃分頻率，與地面相交園直徑，支座層矢高及殼厚五項(xiàng)，與單層相比，多了一項(xiàng)殼厚信息，其它類型的雙層球殼也是如此，以下不再一一敘述。“凱威特型”的支座層構(gòu)成只用了單層類型中的前兩種，而此兩種又根據(jù)支座層的位置再分別分為內(nèi)、外兩種。非支座層節(jié)點(diǎn)是取基本三角形的同向小三角形的近似中心點(diǎn)構(gòu)成，腹桿即是將該點(diǎn)與支座層三角形三頂點(diǎn)相連而成，基本三角形之間未進(jìn)行連接?！奥?lián)方型”與“肋環(huán)型”類似，也區(qū)分為上、下弦支座兩種類型。而非支座層及腹桿層在構(gòu)形上又與“凱威特型”類似。“短程線型”分“外三角形”和“內(nèi)三角形”兩種，也是根據(jù)與單層殼相同構(gòu)形的原則而定，GDCAD取了弦均分法一種。非支座層及腹桿層在構(gòu)形上與“凱威特型”類似。四、拼合結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)際工程的最后形狀往往不是一個(gè)變換函數(shù)就能實(shí)現(xiàn)，可能是幾塊拼合而成，用戶先對(duì)各獨(dú)立的體型進(jìn)行坐標(biāo)變換，存為DWG文件，然后在此時(shí)用“子塊插入”將各塊插到當(dāng)前圖中，利用AutoCAD命令將它們拼接起來，再用“explode”命令將塊炸開，注意不要有重合的節(jié)點(diǎn)或桿件。拼合后的結(jié)構(gòu)仍需要經(jīng)過“節(jié)點(diǎn)排序”和“坐標(biāo)變換”等過程。由于網(wǎng)格數(shù)與單位網(wǎng)格長(zhǎng)度的乘積將作為繪制施工平面圖比例的依據(jù)，而拼合結(jié)構(gòu)的這些基本參數(shù)必須修改才能使施工平面圖令人滿意，因此，可通過點(diǎn)擊“拼合結(jié)構(gòu)——參數(shù)重改”來達(dá)到這一目的。另外GDCAD基本模型規(guī)則要求各層必須在特定層的“層”上，有時(shí)需將插入的塊進(jìn)行“層”的改變，可點(diǎn)擊“拼合結(jié)構(gòu)——層變換”。坐標(biāo)變換GDCAD的異形網(wǎng)架和網(wǎng)殼的處理，主要是在一定場(chǎng)地條件下求得造型上的變化。而且部分結(jié)構(gòu)造型是由網(wǎng)架基本模型變換而來，根據(jù)場(chǎng)地性狀，分為多邊形和環(huán)形兩類。GDCAD進(jìn)行坐標(biāo)變換時(shí)，不僅屏幕上的結(jié)構(gòu)形狀發(fā)生變化，而且仔細(xì)觀察透視圖中的節(jié)點(diǎn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)表示節(jié)點(diǎn)的圓圈所在的平面正是結(jié)構(gòu)曲面在該節(jié)點(diǎn)處的切平面，也即是球節(jié)點(diǎn)的基準(zhǔn)面。一、“不變坡”多邊形類的“不變坡”所做的變換是將各節(jié)點(diǎn)在基本形中的坐標(biāo)值與各方向的基單位的長(zhǎng)度系數(shù)(即基本參數(shù)對(duì)話框中的網(wǎng)格尺寸項(xiàng))相乘得新坐標(biāo)，其中Z方向要區(qū)分天窗層，柱帽層及下弦層。需要注意的是，即使是一般的平板網(wǎng)架，其基本形與最后形狀相同，也要經(jīng)過本項(xiàng)處理。二、“單向平坡”多邊形類的“單向平坡”分“同厚度”和“變厚度”兩類，方向是沿Y向的連續(xù)起坡，“變厚度”是指上下弦的坡度不同，如果要求下弦不起坡，可輸入坡度值<1/100。需要根據(jù)支座所在位置確定定位層，首先是定位層節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行變換，非定位層的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)是根據(jù)定位層重新構(gòu)造。該項(xiàng)要求輸入的對(duì)話框參數(shù)有：起坡的坡度(無論幾坡，約定各坡的坡度值恒定)，具體要求是填寫坡度為1/N的N值，比如坡度為1/10，那么在該項(xiàng)填10即可；坡度改變的端點(diǎn)總數(shù)，比如雙坡則該值為3。結(jié)束數(shù)值輸入后，屏幕提示要求拾取坡度改變的端點(diǎn)，且此時(shí)AUTOCAD的拾取模式為“線端點(diǎn)”模式(OSNAP設(shè)為END)。完成該步驟后，屏幕上實(shí)體自動(dòng)進(jìn)行坐標(biāo)變換，變換后的形狀可用AUTOCAD的DVIEW命令來看。這種變換在工業(yè)廠房的屋蓋中用得較多。這里有一個(gè)建議，如果用戶希望X、Y兩向的弦桿等長(zhǎng)，可在開始的總信息參數(shù)對(duì)話框的幾何信息欄的Y向網(wǎng)格長(zhǎng)度的填寫上作一些變化，比如希望兩向的桿長(zhǎng)均為3米，而Y向起坡1/10，那么，可在X方向網(wǎng)格長(zhǎng)欄填3.0，而Y向則填3.0×cos(arctg1/10)的計(jì)算結(jié)果值。不過，這樣做的結(jié)果使得Y方向的柱頂上的球節(jié)點(diǎn)之間的距離將縮短。如圖7是一個(gè)連續(xù)四坡的屋面。 圖7三、“單向柱面”也需要根據(jù)支座所在位置確定定位層，柱面方向也是沿Y方向，變換后第一邊界點(diǎn)的Y、Z坐標(biāo)值為0，后面要求輸入的各段圓心，Y、Z坐標(biāo)值也是以此為準(zhǔn)。屏幕首先提示輸入邊界點(diǎn)的個(gè)數(shù)，與上類似，如果截面由兩段圓弧組成，那么邊界點(diǎn)個(gè)數(shù)為3，如此類推。隨后屏幕彈出對(duì)話框要求輸入每段圓弧的Y、Z坐標(biāo)值及圓心角，確定后即可實(shí)現(xiàn)變換。注意，在這種變換中，開始的總信息 表中的Y向單位網(wǎng)格長(zhǎng)不參與變換方程，但在確定施工平面圖的繪制比例時(shí)要用到該值，因此可據(jù)此來填寫該值。常用的三心拱結(jié)構(gòu)形式可用這種變換來實(shí)現(xiàn)。如圖8為單跨柱面殼。 圖8四、“正向多坡”同樣首先需要根據(jù)支座所在位置確定定位層。我們稱起坡方向與X軸或Y軸方向平行的坡為正向坡。屏幕首先提示輸入不同坡的個(gè)數(shù)，然后針對(duì)每個(gè)坡，要求在對(duì)話框中輸入坡度1/N的N值，當(dāng)表示坡度的箭頭方向與X軸或Y軸正方向一致時(shí)，N需填負(fù)值，另外要求輸入的是每坡的坡底點(diǎn)的坐標(biāo)值(Z坐標(biāo))；選擇是X方向還是Y方向，確定后還需要拾取該坡的坡底及坡頂各一點(diǎn)(OSNAP已設(shè)為END&INT方式)，最后選擇屬于該坡的各實(shí)體(用AUTOCAD的實(shí)體選擇模式“W”、“C”、“WP”、“CP”等)，完成各坡的輸入工作后，坐標(biāo)變換才開始進(jìn)行?！罢蚨嗥隆憋@然可以解決“單向平坡”的那種變換。如圖9是一四坡屋面。 圖9五、〖非正向坡〗與前面類似，首先需要根據(jù)支座所在位置確定定位層，這種變換主要針對(duì)起坡方向不與X軸或Y軸平行，例如象圖10所示的平面為正六邊形的三角錐網(wǎng)架六面起坡就屬于這種情況。首先要求輸入不同坡的個(gè)數(shù)，然后以對(duì)話框形式詢問各坡的最低點(diǎn)及最高點(diǎn)的Z坐標(biāo)，并要求拾取各坡的坡底兩點(diǎn)及坡頂一點(diǎn)，最后要求選擇屬于該坡的實(shí)體，方法同上?！胺钦蚱隆憋@然可以解決“正向多坡”的那種變換。 圖10六、“雙拋物面”首先需要根據(jù)支座所在位置確定定位層，一般基本形是正方形，在這里，也可將之變?yōu)榱庑瓮队懊?。首先，提示拾取基點(diǎn)，指正方形的左下角點(diǎn)，然后要求在對(duì)話框中輸入翹起的高度及投影面在基點(diǎn)處的夾角。翹起點(diǎn)為基點(diǎn)及其對(duì)角點(diǎn)。如圖11所示。 圖11以上各種變換的場(chǎng)地基本上是屬于多邊形類，GDCAD針對(duì)場(chǎng)地還有環(huán)形類變換，環(huán)形類是指將網(wǎng)架基本形進(jìn)行坐標(biāo)變換后，其投影面形狀是環(huán)形，也即是在X、Y面上進(jìn)行極坐標(biāo)變換。具體變換的方向如圖12。圖12七、“平板圓環(huán)”本項(xiàng)指沒有坡度僅在平面內(nèi)作極坐標(biāo)變換類型。首先要求拾取基點(diǎn)(結(jié)構(gòu)定位層的左下角點(diǎn))，然后要求在對(duì)話框中輸入內(nèi)環(huán)半徑及扇形夾角。需要特別注意，扇形變換原則是：求扇形夾角與Y向網(wǎng)格數(shù)之比值，將此值作為單位Y坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的變換后的夾角。因此，所有節(jié)點(diǎn)變換后與基邊的夾角為該節(jié)點(diǎn)的Y坐標(biāo)值與該比值的乘積。另外，開始的總信息表中的Y向 單位網(wǎng)格長(zhǎng)不參與變換方程，但在確定施工平面圖的繪制比例時(shí)要用到該值，因此可據(jù)此來填寫該值。結(jié)構(gòu)形狀如圖13所示。圖13八、“徑向平坡”本項(xiàng)指不僅在平面內(nèi)作極坐標(biāo)變換，而且沿圓環(huán)的半徑方向起平面坡。首先需要根據(jù)支座所在位置確定定位層，然后要求拾取基點(diǎn)(結(jié)構(gòu)的左下角點(diǎn)，OSNAP已設(shè)為END&INT方式)，然后要求在對(duì)話框中輸入坡度1/N的N值(內(nèi)環(huán)為低點(diǎn)，外環(huán)為高點(diǎn))，地面投影的內(nèi)環(huán)半徑及扇形夾角。最后選擇實(shí)體即可。九、“環(huán)向平坡”本項(xiàng)指不僅在平面內(nèi)作極坐標(biāo)變換，而且沿圓環(huán)方向起多個(gè)平面坡。首先需要根據(jù)支座所在位置確定定位層，然后拾取基點(diǎn)(結(jié)構(gòu)定位層的左下角點(diǎn)，OSNAP已設(shè)為END&INT方式)，然后要求在對(duì)話框中輸入平面極坐標(biāo)變換中需要的兩項(xiàng)參數(shù)：內(nèi)環(huán)半徑及旋轉(zhuǎn)角度，隨后交互輸入不同坡的個(gè)數(shù)，針對(duì)每個(gè)坡需要拾取坡底的兩個(gè)端點(diǎn)及坡頂?shù)囊稽c(diǎn)，并輸入坡底及坡頂?shù)腪坐標(biāo)值。需要注意的是坡頂?shù)腪坐標(biāo)值就是指用戶拾取的坡頂點(diǎn)(因?yàn)榄h(huán)向平坡的坡頂各點(diǎn)的Z坐標(biāo)值并不相同)。對(duì)每一坡的最后操作是選擇屬于該坡的所有實(shí)體。同樣，開始的總信息表中的Y向單位網(wǎng)格長(zhǎng)不參與變換方程，但在確定施工平面圖的繪制比例時(shí)要用到該值，因此可據(jù)此來填寫該值。結(jié)構(gòu)形狀如圖14所示。圖14十、“徑向柱面”完成后的結(jié)構(gòu)形狀本項(xiàng)在平面上的投影是一扇形圓環(huán)，而沿著徑向又為柱面殼。首先需要根據(jù)支座所在位置確定定位層，然后要求拾取基點(diǎn)(結(jié)構(gòu)定位層的左下角點(diǎn)，OSNAP已設(shè)為END&INT方式)，然后要求在對(duì)話框中輸入六項(xiàng)參數(shù)，其中涉及平面變換的三個(gè)參數(shù)為：內(nèi)環(huán)半徑、旋轉(zhuǎn)角及內(nèi)環(huán)網(wǎng)格數(shù)，涉及拱的三個(gè)參數(shù)為：跨度(指定位層的兩個(gè)拱腳支座點(diǎn)的距離)、拱內(nèi)半徑(指定位層拱的半徑)以及定位層網(wǎng)格數(shù)。這幾個(gè)參數(shù)就已決定網(wǎng)格形狀，因此，開始的總信息表中的X、Y向單位網(wǎng)格長(zhǎng)均不參與變換方程，僅在確定施工平面圖的繪制比例時(shí)起作用。結(jié)構(gòu)形狀如圖15所示。圖15十一、“環(huán)向柱面”本項(xiàng)實(shí)現(xiàn)沿著環(huán)形投影面的環(huán)向形成柱面造型，首先需要根據(jù)支座所在位置確定定位層，然后拾取基點(diǎn)(結(jié)構(gòu)定位層的左下角點(diǎn)，OSNAP已設(shè)為END&INT方式)，然后要求在對(duì)話框中輸入平面極坐標(biāo)變換中需要的兩項(xiàng)參數(shù)：內(nèi)環(huán)半徑及旋轉(zhuǎn)角度，隨后交互輸入拱的個(gè)數(shù)，針對(duì)每個(gè)拱需要回答定位層矢高，拾取內(nèi)環(huán)上的下端點(diǎn)及上端點(diǎn)，最后選擇屬于該拱的所有實(shí)體，這兒的下端點(diǎn)、上端點(diǎn)是針對(duì)Y坐標(biāo)值而言的。同樣，開始的總信息表中的Y向單位網(wǎng)格長(zhǎng)不參與變換方程，但在確定施工平面圖的繪制比例時(shí)要用到該值，因此可據(jù)此來填寫該值。結(jié)構(gòu)形狀如圖16所示。圖16十二、“球形”“球形”項(xiàng)是針對(duì)球殼基而言的，其結(jié)構(gòu)形狀業(yè)已形成，此時(shí)僅對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)作一些程序化處理。所以，運(yùn)行此項(xiàng)將不會(huì)有象網(wǎng)架基那樣的屏幕上結(jié)構(gòu)形狀的變化。但對(duì)球殼基而言，該項(xiàng)必須執(zhí)行。塔架結(jié)構(gòu)處理過程 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以前僅用在屋蓋結(jié)構(gòu)中，近些年來，在高聳結(jié)構(gòu)(如微波發(fā)射塔)以及特殊的標(biāo)志性建筑物中也已廣泛采用，因此GDCAD中增加了這方面的內(nèi)容。 一、前處理中的“層” GDCAD為處理塔架結(jié)構(gòu)又增加了“附加層”概念，“天窗層”的上一層為“附加1層”，“柱帽層”的下一層為“附加-1”，依次類推，在AutoCAD中，若附加層號(hào)為“*”，則該層弦桿層名為“ADDX*”，腹桿層名為“ADDF*”，節(jié)點(diǎn)層名為“ADDN* 二、“圖形處理” “圖形處理”中，為配合塔架結(jié)構(gòu)，GDCAD增加了“層間COPY”，“層間鏡像”，“層間陣列”幾項(xiàng)功能，以便在Z方向快速形成塔狀結(jié)構(gòu)模型，“層間COPY”首先要求用窗口選擇需COPY的內(nèi)容，然后要求給出COPY始點(diǎn)和終點(diǎn)的Z坐標(biāo)值，需注意的是，這里的坐標(biāo)值是結(jié)構(gòu)基本形的坐標(biāo)而非結(jié)構(gòu)最終形狀的坐標(biāo)，“層間鏡像”與“層間COPY”類似，選擇需作Z方向鏡像的內(nèi)容后，給出對(duì)稱面的Z坐標(biāo)即可，“層間陣列”意即進(jìn)行多層連續(xù)COPY，要求選擇需陣列的內(nèi)容，并給出陣列的層數(shù)及層間距，層間距也是針對(duì)基本形而言。 三、“節(jié)點(diǎn)重排序” 為配合塔架結(jié)構(gòu)，在“節(jié)點(diǎn)重排序”上，GDCAD增加了“塔架Y-向”和“塔架X-向”兩種方式，對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值優(yōu)先順序分別為“Z－Y－X”和“Z－X－Y”，其意義如“Z－Y－X”，先比較兩節(jié)點(diǎn)的Z坐標(biāo)，若小則先排，若相同則比較Y坐標(biāo)，若Y坐標(biāo)也相同，再比較X坐標(biāo)，“Z－X－Y”類似。 四、“坐標(biāo)變換” 針對(duì)塔架結(jié)構(gòu)，GDCAD的坐標(biāo)變換有專門一項(xiàng)“塔形”，其實(shí)現(xiàn)的過程是將結(jié)構(gòu)的基本形坐標(biāo)在X、Y方向乘以兩向網(wǎng)格的“每格長(zhǎng)度”，在Z方向乘以“結(jié)構(gòu)層高度”，這些參數(shù)都是在前處理的總信息表中給出。 五、Z方向網(wǎng)格層高度不等的塔形結(jié)構(gòu) 從以上說明可以看出，GDCAD對(duì)各層高度相等的多層塔形結(jié)構(gòu)處理非常方便，但當(dāng)某些層的層高不等時(shí)，就需要特別處理。一種方法是對(duì)結(jié)構(gòu)基本形處理，比如，結(jié)構(gòu)層高為2米，而某層為1米，可在基本形形成后，節(jié)點(diǎn)排序前，對(duì)結(jié)構(gòu)的立面圖用“STRETCH”命令將該層壓縮為0.5個(gè)單位長(zhǎng)度(原來均為1個(gè)單位長(zhǎng)度)，這樣，經(jīng)過塔形坐標(biāo)變換后，該層高為0.5×2＝1米，達(dá)到目的。第二種方法是利用拼合結(jié)構(gòu)來解決，先將結(jié)構(gòu)的附加層部分作為子塊形成，對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行常規(guī)坐標(biāo)變換后，利用“選型”中的“拼合結(jié)構(gòu)”的“子塊插入”來實(shí)現(xiàn)拼合，子塊在結(jié)構(gòu)中的位置層號(hào)若與它本來的位置層號(hào)不同，此時(shí)可利用“層變換”將其改變?yōu)檎_的層號(hào)，用該項(xiàng)時(shí)，需回答“需變換幾層( 六、“組合方式” 塔架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要依照《高聳結(jié)構(gòu)規(guī)范》，因此在“組合方式”選擇中要選“高聳結(jié)構(gòu)規(guī)范”。坐標(biāo)變換后對(duì)結(jié)構(gòu)形狀的改變因?yàn)镚DCAD是利用外部數(shù)據(jù)交換，因此經(jīng)過節(jié)點(diǎn)排序坐標(biāo)變換后不能對(duì)結(jié)構(gòu)形狀再改變，如果必須改變則需要重新執(zhí)行“節(jié)點(diǎn)排序”和“坐標(biāo)變換—拼合結(jié)構(gòu)”。對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改變時(shí)，請(qǐng)注意表示節(jié)點(diǎn)的圓圈所在平面的方向，因?yàn)樗砬蚬?jié)點(diǎn)的基準(zhǔn)面。異形結(jié)構(gòu)的出圖異形結(jié)構(gòu)的荷載錄入，支座約束錄入等與平板網(wǎng)架相同，在施工平面圖繪制時(shí)需要作一些處理，在“數(shù)據(jù)處理”完成后，可利用AutoCAD的三維旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)等功能將模型變成投影構(gòu)件不重合的形狀，然后點(diǎn)擊“圖面布置—模型修改”，這樣，程序?qū)凑照鎸?shí)的模型進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，是按照用戶的意愿來進(jìn)行圖面布置。關(guān)于荷載GDCAD中的荷載類型有：靜荷載、活荷載、風(fēng)荷載、吊車荷載、地震作用、支座沉降，溫度應(yīng)力七種。從用戶使用方便角度考慮，對(duì)每種荷載，對(duì)應(yīng)有兩種處理內(nèi)容，一是錄入處理，二是顯示處理。錄入又分增加和修改兩種，這是針對(duì)同類荷載多工況而言，靜荷載不存在這個(gè)問題，安排這種處理是考慮糾錯(cuò)功能，當(dāng)所錄入的是新一組荷載，應(yīng)該用“增加處理”，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一組荷載輸入有錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)該用“修改處理”將該組荷載重新錄入。顯示處理分“顯示”和“關(guān)顯示”兩種。以下分別介紹各種荷載錄入方式。GDCAD的荷載除溫度應(yīng)力外都是以節(jié)點(diǎn)荷載的方式存在?！扒辶恪薄扒辶恪?xiàng)用于開始輸入荷載前的一個(gè)初始設(shè)置，也可用于將所用已輸入的荷載清除，而重新再開始輸入時(shí)的初始設(shè)置?！办o載、活載、風(fēng)載、吊車荷載”該四種荷載的錄入方式是相同的，在屏幕提示下，選擇所要加荷載的節(jié)點(diǎn)所在的層，然后選擇該層節(jié)點(diǎn)，確定后，填寫對(duì)話框中三個(gè)方向的荷載值(注意：對(duì)Z方向，向下的荷載為負(fù))。這種方式是先選節(jié)點(diǎn)，再定該組節(jié)點(diǎn)荷載值的方式。“地震作用”GDCAD對(duì)地震作用的考慮仍然是簡(jiǎn)化分析，由于要考慮塔架結(jié)構(gòu)，所以涉及到水平地震作用，用戶可以輸附加重力，方法與其它荷載相同，首先需要輸入?yún)?shù)，若考慮水平地震作用，還要輸?shù)孛娴南鄬?duì)Z坐標(biāo)(相對(duì)于前處理結(jié)構(gòu)圖中的坐標(biāo)原點(diǎn))及水平地震影響系數(shù)，與地震作用有關(guān)的數(shù)據(jù)最后保存在工程路徑的DAT目錄的L4.DAT文件中，其中內(nèi)容有四組，一為重力荷載代表值，二為豎向地震作用，三為X方向水平地震作用，四為Y方向水平地震作用。GDCAD的水平地震作用的數(shù)值是用一種近似于底部剪力法方法得到的，相對(duì)于振型分解法中的第一振型結(jié)果，L4.DAT可以接受修改，即上述的第三、四組可改為振型分解法得到的各振型下所有質(zhì)點(diǎn)的X方向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和所有質(zhì)點(diǎn)的Y方向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，而工程路徑的DAT目錄的D.DAT文件中的L4即為振型數(shù)。GDCAD在今后的版本中將增加動(dòng)力分析部分?！爸ё两怠薄爸ё两怠表?xiàng)與靜荷載不同的地方僅在后者輸?shù)氖呛奢d值(KN)，而前者輸?shù)奈灰浦?cm)，需要注意的是：當(dāng)僅考慮Z向沉降位移時(shí)，X、Y向的位移值也要填零，也即此時(shí)并未將X、Y兩項(xiàng)的零位移強(qiáng)加給結(jié)構(gòu)。另外，也要注意Z向向上為正。對(duì)未設(shè)虛桿的斜支座的位移值是指該處的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系上的值?！皽囟葢?yīng)力”“溫度應(yīng)力”項(xiàng)與其它不同之處在于它所處理的是桿件而非節(jié)點(diǎn)，所以選擇的實(shí)體也只是線而非點(diǎn)，所需填的對(duì)話框參數(shù)是溫度改變值(度)?！耙恍┱f明”(1)、除靜載和地震只有一組外，其它幾種荷載都可有多達(dá)80組。活荷載參加組合的有正負(fù)兩個(gè)值，分別為所有組的正值之和與負(fù)值之和。其它荷載的內(nèi)部各組之間是排斥性的，也即參加組合的正負(fù)兩個(gè)值，分別為所有組中的正值最大值和負(fù)值最小值。這是值得注意的地方。(2)、同一節(jié)點(diǎn)在同一組荷載中被輸入幾次，則該組荷載中該節(jié)點(diǎn)上荷載值為幾次輸入值之和。支座約束“支座處理”有“支座錄入”，“支座顯示”，“關(guān)顯示”三項(xiàng)，后兩項(xiàng)是相連的，即對(duì)支座類別標(biāo)識(shí)的“層”的ON／OFF操作。點(diǎn)取“支座錄入”項(xiàng)，則要求先選節(jié)點(diǎn)，再在對(duì)話框中選取支座類型，支座類型有為：僅有Z向約束，僅X、Z兩向約束，僅Y、Z兩向約束，僅X向約束，僅向Y約束，僅X、Y向約束，X、Y、Z三向約束，彈性約束，通過加虛桿來處理斜向支座的實(shí)際支座處(虛支座的類型仍為X、Y、Z三向約束)，用節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系處理的斜支座。“彈性約束”GDCAD對(duì)彈性支座不再需填寫三向剛度，而是直接填寫柱子參數(shù)，先填柱階數(shù)，然后由下而上填寫柱子截面形式及材料，柱子截面形式有“矩形”，“工字形”，“雙肢柱”及“圓形”四種，程序自動(dòng)算出柱子的彈性剛度。“斜支座”GDCAD處理斜方向約束(即非X、Y、Z方向)有兩種途徑，一種是通過在有約束的方向虛設(shè)一桿單元，需要注意的是，對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)而言，該單元是不存在的，但在屏幕上卻仍然要當(dāng)作實(shí)單元一樣的處理，不過在處理完其它約束后，屏幕提示對(duì)虛節(jié)點(diǎn)再進(jìn)行一次指定，并通過指定虛桿的面積來達(dá)到實(shí)現(xiàn)斜向彈性約束的目的。屏幕上在“SUP”層的該節(jié)點(diǎn)處寫上“斜向約束”，而在虛節(jié)點(diǎn)處寫上“虛節(jié)點(diǎn)”以及虛桿面積。如果不用虛桿，也可以通過給定節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)斜向約束的功能。需要屏幕輸入的內(nèi)容為：節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系分別依次繞Z軸、Y軸、X軸旋轉(zhuǎn)的角度，以及節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系下的三向彈性剛度值。需要說明的是，計(jì)算的結(jié)果(位移及反力)都是指全局坐標(biāo)系下的。高度報(bào)告當(dāng)整個(gè)錄入工作完成之時(shí)，GDCAD提供一項(xiàng)對(duì)廠家報(bào)價(jià)非常有用的工具，即“高度報(bào)告”，在“數(shù)據(jù)處理”菜單下。該工具的目的是在尚未進(jìn)行計(jì)算之前，報(bào)告出本工程的結(jié)構(gòu)主層為各種高度值的可能重量，為工程報(bào)價(jià)及設(shè)計(jì)提供了一個(gè)好的參數(shù)。計(jì)算通不過的原因如果數(shù)據(jù)能正常地形成，而在計(jì)算設(shè)計(jì)階段一中出錯(cuò)則原因可能是以下幾種：(1)．結(jié)構(gòu)是幾何可變體系，這是包含約束不夠，那么在解方程過程中出錯(cuò)。(2)．當(dāng)所有鋼管系列均不能滿足要求時(shí)，迭代20次后仍不收斂。階段一中出現(xiàn)“notenough”是指本次選代該桿件應(yīng)力與允許應(yīng)力相比較大。階段一中出現(xiàn)“dangeous”是指桿件用最大的規(guī)格也不能滿足需要。在計(jì)算設(shè)計(jì)階段二中程序異常終止可能有幾個(gè)原因造成，屏幕會(huì)給予提示，一種可能是提供的高強(qiáng)螺栓系列不能滿足桿件內(nèi)力要求，另外就是所有的球規(guī)格均不能滿足。對(duì)螺栓球設(shè)計(jì)，當(dāng)所提供的球系列中最大的也不能滿足要求時(shí)，可以回到前處理平臺(tái)，查看該球的各桿夾角，具體可利用下拉菜單元中“前處理層——工具”中“小夾角顯示”或“夾角詢問”。如果可能，可以利用“stretch”命令去改變這一夾角，使之變大，或刪除其中一桿。如果不能改變夾角的話，可以使用“連接錘”，在螺栓球上焊接伸出一個(gè)連接件，主要解決碰撞問題。還有一種原因是由于封板和錐頭的規(guī)格造成的。當(dāng)按照內(nèi)力設(shè)計(jì)要求的桿件小而按高強(qiáng)螺栓系列配的螺栓較大（可能由于用戶所選系列級(jí)差太大），廠家沒有這樣的封板和錐頭，因此造成終止。針對(duì)這種情況，可以根據(jù)屏幕提示的鋼管號(hào)及螺栓號(hào)，用gddat.exe文件來作修改，具體請(qǐng)閱讀3.1節(jié)。關(guān)于驗(yàn)算在計(jì)算設(shè)計(jì)階段一中有一個(gè)提問：是第一次計(jì)算還是驗(yàn)算。鍵入“2”是進(jìn)行驗(yàn)算，程序?qū)⒆x取NNHD.DAT文件,該文件中存有各桿件采用的規(guī)格,驗(yàn)算不夠的桿件給予屏幕警告,并增加管徑再計(jì)算。NNHD.DAT文件可以點(diǎn)擊主控菜單“計(jì)算設(shè)計(jì)—工具—生成NNHD.DAT”來產(chǎn)生。NNHD.DAT是一個(gè)可以編緝的文本文件。同樣，針對(duì)球設(shè)計(jì)也有驗(yàn)算功能，其文件是NNJD.DAT，可以點(diǎn)擊主控菜單“計(jì)算設(shè)計(jì)—工具—生成NNJD.DAT”來產(chǎn)生。焊接球節(jié)點(diǎn)與螺栓球節(jié)點(diǎn)比起來，焊接球節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用要少得多。GDCAD在前處理的總信息表中有這個(gè)選擇項(xiàng)。其主要過程與螺栓球節(jié)點(diǎn)沒太大差別，差別僅在繪圖中它們施工圖材料表的項(xiàng)目不同，而且焊接球節(jié)點(diǎn)沒有球大樣圖。工具在前處理圖形平臺(tái)上下拉菜單中“前處理層——工具”下有“單個(gè)號(hào)詢問”，“小夾角顯示”和“夾角詢問”，“單個(gè)號(hào)詢問”可以顯示用戶選擇的桿件或節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，“小夾角顯示”可以顯示用戶選擇區(qū)域內(nèi)夾角小于某值的桿件，“夾角詢問”可以顯示用戶選擇的兩桿件的夾角。在設(shè)計(jì)計(jì)算階段的工具有主控界面“計(jì)算設(shè)計(jì)——工具”下的“形成SAP84數(shù)據(jù)”，“形成NNHD.DAT”和“形成NNJD.DAT文件”三項(xiàng)。GDCAD只是個(gè)專業(yè)應(yīng)用軟件，有些功能如動(dòng)力分析，整體屈曲分析等尚不具體，因此對(duì)某些特別重要的建筑物需要作這些分析時(shí)，可借助GDCAD的前處理功能生成SAP84這種專門的力學(xué)分析程序的數(shù)據(jù)以作補(bǔ)充。關(guān)于NNHD.DAT及NNJD.DAT文件在關(guān)于驗(yàn)算的章節(jié)已有敘述。在AutoCAD平臺(tái)上下拉菜單“后處理層”下也有兩工具是專門針對(duì)施工圖面來的。“尋找”的目的是為了幫助用戶找出編號(hào)為某值的桿或球的位置，點(diǎn)取該項(xiàng)，選擇范圍，輸入需要找的字符串，當(dāng)找到該內(nèi)容處，則放大顯示該區(qū)域，然后提示是否繼續(xù)尋找。需要注意的是程序認(rèn)為當(dāng)字符串完全相同時(shí)才符合條件。“顯示”與“尋找”類似，不同之處有兩點(diǎn)：其一：“顯示”的結(jié)果不是放大顯示而是將滿足條件者留下，其余文本則刪除。其二：“顯示”認(rèn)為字符串只要是前幾位相同即滿足條件。比如用戶想看編號(hào)“4-*”的桿件分布情況，可以輸入“4-”即可。設(shè)計(jì)和審核建議建議用戶在開始計(jì)算時(shí)，各類構(gòu)件的規(guī)格級(jí)差不要太大。計(jì)算完成后可看看結(jié)果文檔中鋼管的統(tǒng)計(jì)數(shù)，有選擇地去掉某些規(guī)格（一般去掉數(shù)目少的，但也要考慮級(jí)差問題），再進(jìn)行計(jì)算，這樣來確定桿件規(guī)格。第二確定高強(qiáng)螺栓規(guī)格，也是看統(tǒng)計(jì)數(shù)，有選擇地去掉某些規(guī)格，（原則上去掉數(shù)目少的，但必須考慮不能產(chǎn)生小管桿大螺栓的錐頭），再進(jìn)行計(jì)算。以上的做法是用來控制桿件規(guī)格的種類數(shù)。其負(fù)作用是重量指標(biāo)上升。另外每一個(gè)工程出圖前，希望用戶都要做細(xì)致的審核工作，主要有以下幾方面：一、檢查前處理坐標(biāo)變換后模型的關(guān)鍵尺寸，比如支座位置等是否正確，通過AutoCAD的“Dist”命令。二、檢查荷載大小，可以在工程路徑的DAT目錄下查l0.dat（靜載），l1.dat（活載），l2.dat（風(fēng)載），l3.dat（吊車荷載）和l4.dat（地震）等等。三、查約束情況，可通過屏幕顯示以及查數(shù)據(jù)文件，各文件說明見下一章。四、以上是為了力學(xué)分析時(shí)保證其正確性，在安裝尺寸上，需要抽取某些桿件及附加的球，通過加工材料表的內(nèi)容，計(jì)算其長(zhǎng)度值是否正確，以及構(gòu)件規(guī)格是否正確，另外球的大樣也需要取幾個(gè)球節(jié)點(diǎn)手工驗(yàn)算其角度及位置的正確性。這一過程雖繁瑣，然而為了避免錯(cuò)誤地加工，這一過程非常值得。文檔計(jì)算書GDACD的計(jì)算結(jié)果可以在主控菜單的“計(jì)算設(shè)計(jì)－結(jié)果一”和“計(jì)算設(shè)計(jì)－結(jié)果二”下調(diào)出，這兩個(gè)結(jié)果文件保存在工程路徑的DOC目錄下，分別叫screen1.out和screen2.out。數(shù)據(jù)文件說明零部件數(shù)據(jù)該部分?jǐn)?shù)據(jù)涉及本次設(shè)計(jì)所用桿件及球的規(guī)格及加工廠家的零部件系列，一般可用GDCAD的總菜單在廠標(biāo)盤中來選擇。若熟悉文件內(nèi)容，用戶也可自己來準(zhǔn)備。這部分文件有：“A.DAT”，“Y.DAT”，“LS.DAT”，“LS1.DAT”，“B.DAT”，“FZ1.DAT”，“ADD.DAT”，“LJC.DAT”共有八個(gè)文件。以下分別予以介紹：A.DAT：存焊接球信息，內(nèi)容為：所用種類數(shù)、各類的外徑(mm)、各類壁厚(mm)、各類的重量(kg)。Y.DAT：存鋼管信息，內(nèi)容為：所用種類數(shù)、各類外徑(mm)、各類壁厚(mm)、各類鋼管截面類型系數(shù)，無縫管為1，焊接管為2。LS1.DAT：存螺栓信息，內(nèi)容為：所用螺栓規(guī)格數(shù)、各規(guī)格(外徑mm)，各規(guī)格的重量(kg含所配套筒及緊固螺釘部分)，所配套筒長(zhǎng)度(mm)。LS.DAT：存螺栓信息,內(nèi)容為：所用螺栓規(guī)格數(shù)，各規(guī)格(外徑mm)，各規(guī)格的抗力(N)，螺栓設(shè)計(jì)用了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力安全系數(shù)后需再進(jìn)行調(diào)整的系數(shù)，套筒的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)及其端部承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)，套筒設(shè)計(jì)用了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力安全系數(shù)后需進(jìn)行調(diào)整的系數(shù)。B.DAT：存螺栓球信息，內(nèi)容為：所用球的類數(shù)，各類的外徑，各類球?qū)?yīng)各類螺栓的切削厚度(mm)，各類球?qū)?yīng)各類螺栓所應(yīng)去掉的重量(kg)。各類球的加工基準(zhǔn)孔徑(mm)，各類球基準(zhǔn)孔切削厚(mm)。FZ1.DAT：存封板/錐頭信息，內(nèi)容為：所用封板/錐頭的種類數(shù)＝鋼管種類數(shù)×螺栓種類數(shù)，各類鋼管對(duì)應(yīng)各類螺栓的該類封板/錐頭的重量(kg)。對(duì)有些大管徑配小螺栓的封板/錐頭，若廠家沒有這種規(guī)格則填0.0，對(duì)有些小管徑大螺栓的封板/錐頭，若廠家沒有這種規(guī)格則填100.0。各類封板/錐頭的如圖的控制尺寸h0，h1，h2，對(duì)封板而言，h0即為其厚度減去與鋼管搭接長(zhǎng)度，h1＝0.0，h2為鋼管外徑。ADD.DAT：存零部件補(bǔ)充數(shù)據(jù)，內(nèi)容為：螺栓規(guī)格數(shù)，各規(guī)格的外徑(mm)、長(zhǎng)度(mm)、對(duì)應(yīng)套筒對(duì)邊長(zhǎng)度(mm)、對(duì)應(yīng)套筒長(zhǎng)度(mm)、對(duì)應(yīng)套筒孔徑(mm)、對(duì)應(yīng)緊固螺釘?shù)闹睆?mm)及長(zhǎng)度(mm)。封板錐頭種類數(shù)，各種類的鋼管外徑(mm)、該類長(zhǎng)度(mm)(包括與鋼管搭接部分)底厚(mm)(對(duì)封板而言與長(zhǎng)度相同)、內(nèi)孔徑(mm)。 注